Die Überwachung untertägiger Hohlräume im Bergbau stellt eine bedeutende Herausforderung dar und spielt eine essentielle Rolle in den verschiedenen Phasen des Bergwerkslebenszyklus – von der aktiven Produktion über die Schließung bis hin zur Nachbergbauphase. Während in der Produktionsphase eine kontinuierliche Überwachung in den Betrieb integrierbar ist, steigt in der Nachbergbauphase zusätzlich die Komplexität. Neben einer möglichen (Teil)flutung als Schließungsstrategie sind insbesondere im Altbergbau oft sichere Zugänge nicht gewährleistet, was die Herausforderungen weiter verstärkt.

Dieser Beitrag erläutert auf Basis des bergbaulichen Lebenszyklus die Herausforderung und stellt mehrere Ansätze zur Überwachung und Erkundung untertägiger Infrastrukturen vor, die aktuelle technologische Entwicklungen und spezifische Herausforderungen in den verschiedenen Bergbauphasen berücksichtigen.

Das Projekt MOdellkopplung im Kontext eines VIrtuellen Untertagelabors und dessen Entwicklungsprozess (MOVIE) zielt darauf ab, ein virtuelles Labor für untertägige Hohlräume zu entwickeln. Durch die Erstellung eines digitalen Zwillings, der historische Daten mit aktuellen Messungen verknüpft, ermöglicht das Projekt eine ganzheitliche Modellkopplung sowie eine verbesserte Analyse von Geologie, Hohlraumgeometrie, Wettertechnik und Geomechanik. Dieses Modell kann als Grundlage für Fragestellungen des Monitorings benutzt werden. Die Kombination aus Laserscantechnik, Datenanalyse und Simulation zeigt hierbei Möglichkeiten für das Monitoring auf.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Projekt Ernst-August-Grubenwassermonitoring (EAGruMo), wo die Erkundung des Wasserlösungsstollens Ernst-August-Stollen im Vordergrund steht. Hierbei werden Herausforderungen bei der Exploration einer teilweise wasserführenden Infrastruktur angegangen, einschließlich der Überwachung von Wasserständen, Fließgeschwindigkeiten und Wasserqualitäten. Der Projektansatz zeigt insbesondere großes Potential im Altbergbau.

Außerdem wird ein Ansatz für die Erkundung von gefluteten Bergwerken vorgestellt, der im Rahmen eines Kooperationsprojekts zwischen der RAG Aktiengesellschaft und dem Fraunhofer Institut IOSB-AST entwickelt wurde. Der Einsatz eines tauchenden Erkundungssystems, ausgestattet mit modernen Sensoren, ermöglicht eine detaillierte Analyse der unter Wasser befindlichen Infrastrukturen und trägt zur Bewertung der strukturellen Integrität sowie zur Erkennung potenzieller Risiken bei. Durch die Kombination von autonomen Tauchrobotern und innovativer Datenkommunikation könnte dieses System eine entscheidende Rolle bei der Überwachung und dem Management von gefluteten Bergwerksinfrastrukturen spielen.

Im Querschnitt wird anhand der Herausforderungen und Ansätze ausführlich erläutert, wie mithilfe moderner Technologien innovative Monitoringkonzepte für den Bergbau entwickelt werden können.